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主链含联苯和萘基的新型聚芳醚酮的合成及其性能研究

作　者: 周铭洪
导　师: 蔡明中
学　校: 江西师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 4,4’-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯 2,6-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘 1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘 1,3-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯 1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯付-克酰化缩聚聚醚酮酮
分类号: O632.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文对聚芳醚酮树脂的合成、性质以及对其进行改性和应用等方面进行了综述。为了对聚芳醚酮进行改性，本文设计合成了5种芳醚单体，并通过其与对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯的付-克酰基化聚合，制备了系列主链含联苯和萘基的新型聚芳醚酮树脂。1.主链含联苯和1,4-萘基的聚醚酮酮醚酮酮(PEKKEKK)的合成与表征在无水三氯化铝/N-甲基吡咯烷酮(NMP)的复合催化体系中，以1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂，将4,4’-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)和1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(1,4-BPOBN)与间苯二甲酰氯(IPC)进行共缩聚，通过改变BPOBDP/1,4-BPOBN的摩尔比，合成了一系列主链含联苯和1,4-萘基的聚醚酮酮醚酮酮共聚物。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和X-射线衍射(XRD)等分析技术对该系列聚醚酮酮醚酮酮共聚物进行了分析表征和性能测试。研究结果表明：通过亲电共缩聚反应能够得到高分子量的共聚物。该类共聚物的Tg在173.3~181.9℃之间。Tm则在333.5~359.4℃之间。分子链的规整性随着BPOBDP含量的降低而下降，因此Tm亦随着BPOBDP含量的降低而下降。5%热失重温度Td(5%)均大于540℃，说明该类共聚物具有较高的使用温度。所得共聚物有优异的耐溶剂和抗腐蚀性，而且具有较好的加工应用前景。2.主链含联苯和2,6-萘基的聚醚酮酮醚酮酮(PEKKEKK)的合成与表征在无水三氯化铝/N-甲基吡咯烷酮(NMP)的复合催化体系中，以1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂，将4,4’-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)和2,6-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(2,6-BPOBN)与间苯二甲酰氯(IPC)进行共缩聚，通过改变BPOBDP/2,6-BPOBN的摩尔比，合成一系列主链含联苯和2,6-萘基的聚醚酮酮醚酮酮共聚物。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和X-射线衍射(XRD)等分析技术对该系列聚醚酮酮醚酮酮共聚物进行了分析表征和性能测试。研究结果表明：通过亲电共缩聚反应能够得到高分子量的共聚物。该类共聚物的Tg在172.8~178.6℃之间。Tm则在327.3~359.4℃之间，且随2,6-BPOBN含量的增加而逐渐降低。5%热失重温度Td(5%)均大于550℃，说明该类共聚物具有较高的使用温度。所得共聚物具有优异的耐溶剂和抗腐蚀性，而且具有良好的加工应用前景。3.1,3-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(m-EKKE)与BPOBDP和IPC三元共缩聚反应研究在无水三氯化铝/N-甲基吡咯烷酮(NMP)的复合催化体系中，以1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂，将4,4’-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)和1,3-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(m-EKKE)与间苯二甲酰氯(IPC)进行共缩聚，通过改变BPOBDP/m-EKKE的摩尔比，合成了一系列主链含联苯的聚醚酮酮醚酮酮共聚物。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和X-射线衍射(XRD)等分析技术对该系列聚醚酮酮醚酮酮共聚物进行了分析表征和性能测试。研究结果表明：通过亲电共缩聚反应能够得到高分子量的共聚物。该类共聚物的Tg在152.2~178.6℃之间，并且随着联苯单元的加入而增高。Tm则为327.5~359.4℃之间，也随着联苯含量增加而增高。5%热失重温度Td(5%)均大于540℃，说明该类共聚物具有较高的使用温度。所得共聚物具有优异的耐溶剂和抗腐蚀性，而且具有良好的加工应用前景。4.1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(p-EKKE)与BPOBDP和IPC三元共缩聚反应研究在无水三氯化铝/N-甲基吡咯烷酮(NMP)的复合催化体系中，以1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂，将4,4’-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)和1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(p-EKKE)与间苯二甲酰氯(IPC)进行共缩聚，通过改变BPOBDP/p-EKKE的摩尔比，合成了一系列主链含联苯的聚醚酮酮醚酮酮共聚物。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和X-射线衍射(XRD)等分析技术对该系列聚醚酮酮醚酮酮共聚物进行了分析表征和性能测试。研究结果表明：通过亲电共缩聚反应能够得到高分子量的共聚物。该类共聚物的Tg在161.5~178.6℃之间，并且随着联苯单元的加入而增高。Tm则为328.6~359.4℃之间，也随着联苯含量增加而升高。5%热失重温度Td(5%)均大于540℃，说明该类共聚物具有较高的使用温度。所得共聚物具有优异的耐溶剂和抗腐蚀性，而且具有良好的加工应用前景。5.主链含萘基的聚醚酮酮醚酮酮/聚醚酮酮(PEKKEKK/PEKK)共聚物的合成与表征在无水三氯化铝/N-甲基吡咯烷酮(NMP)的复合催化体系中，以1,2-二氯乙烷(DCE)为溶剂，将1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(1,4-BPOBN)、二苯醚(DPE)、对苯二甲酰氯(TPC)和间苯二甲酰氯(IPC)进行四元共缩聚反应，通过改变DPE/1,4-BPOBN和TPC/IPC的摩尔比，合成了一系列主链含萘基的聚醚酮酮醚酮酮共聚物。此外，也采用了1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(1,4-BPOBN)、1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(p-EKKE)、对苯二甲酰氯(TPC)和间苯二甲酰氯(IPC)用类似的亲电共缩聚路线，合成了结构组成一样的主链含1,4-萘基的聚醚酮酮醚酮酮，并比较两者的差异。最后，通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和X-射线衍射(XRD)等分析技术对该系列聚醚酮酮醚酮酮共聚物进行了分析表征和性能测试。研究结果表明：通过亲电共缩聚反应能够得到高分子量的共聚物。该类共聚物的Tg在164.6~171.2℃之间，并且随着1,4-萘单体的加入而增高，Tm在314.1~328.7℃之间，则随着1,4-萘单体的加入而降低。5%热失重温度Td(5%)均大于540℃，说明该共聚物具有较高的使用温度。所得共聚物具有优异的耐溶剂和抗腐蚀性，而且具有良好的加工应用前景。

全文目录

摘要  3-6
Abstract  6-9
目录  9-11
1、综述  11-35
  1.1 引言  11-12
  1.2 合成  12-23
    1.2.1 亲电取代聚合  12-17
    1.2.2 亲核取代聚合  17-20
    1.2.3 镍催化偶联聚合  20-21
    1.2.4 通过从可溶性非晶型聚合物前体中去除大取代基制备  21-22
    1.2.5 通过环状聚醚醚酮低聚物的开环聚合制备  22-23
  1.3 改性  23-32
    1.3.1 聚合前改性  23-30
    1.3.2 聚合后改性  30-32
  1.4 应用  32
  1.5 本论文的基本设想和主要研究内容  32-35
    1.5.1 基本设想  32-33
    1.5.2 主要研究内容  33-35
2、主链含联苯和 1,4-萘基的聚醚酮酮醚酮酮(PEKKEKK)的合成与表征  35-42
  2.1 结果与讨论  35-41
    2.1.1 共聚物的 FT-IR 光谱分析  35-36
    2.1.2 共聚物的对数比浓粘度  36-37
    2.1.3 共聚物的热性能分析  37-39
    2.1.4 X-射线衍射分析  39-40
    2.1.5 溶解性测试  40-41
  2.2 小结  41-42
3、主链含联苯和 2,6-萘基的聚醚酮酮醚酮酮(PEKKEKK)的合成与表征  42-49
  3.1 结果与讨论  42-48
    3.1.1 共聚物的 FT-IR 光谱分析  42-43
    3.1.2 共聚物的对数比浓粘度  43-44
    3.1.3 共聚物的热性能分析  44-46
    3.1.4 X-射线衍射分析  46-48
    3.1.5 溶解性测试  48
  3.2 小结  48-49
4、1，3-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(m-EKKE)与 BPOBDP 和 IPC 三元共缩聚反应研究  49-56
  4.1 结果与讨论  49-55
    4.1.1 共聚物的 FT-IR 光谱分析  49-50
    4.1.2 共聚物的对数比浓粘度  50-51
    4.1.3 共聚物的热性能分析  51-53
    4.1.4 X-射线衍射分析  53-54
    4.1.5 溶解性测试  54-55
  4.2 小结  55-56
5. 1,4 -双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(p-EKKE)与 BPOBDP 和 IPC 三元共缩聚反应研究  56-63
  5.1 结果与讨论  56-62
    5.1.1 共聚物的 FT-IR 光谱分析  56-57
    5.1.2 共聚物的对数比浓粘度  57-58
    5.1.3 共聚物的热性能分析  58-60
    5.1.4 X-射线衍射分析  60-61
    5.1.5 溶解性测试  61-62
  5.2 小结  62-63
6、主链含 1,4-萘基的聚醚酮酮醚酮酮/聚醚酮酮的合成与表征  63-70
  6.1 结果与讨论  64-69
    6.1.1 共聚物的 FT-IR 光谱分析  64
    6.1.2 共聚物的对数比浓粘度  64-65
    6.1.3 共聚物的热性能分析  65-68
    6.1.4 X-射线衍射分析  68-69
    6.1.5 溶解性测试  69
  6.2 小结  69-70
7、实验部分  70-77
  7.1 主要测试仪器与试剂  70-71
    7.1.1 主要测试仪器  70
    7.1.2 主要化学试剂  70-71
  7.2 单体的合成  71-74
    7.2.1 4,4’-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)  71
    7.2.2 2,6-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(2,6-BPOBN)  71-72
    7.2.3 1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(1,4-BPOBN)  72-73
    7.2.4 1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(p-EKKE)[137]-[139]  73
    7.2.5 1,3-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(m-EKKE)[137]-[139]  73-74
  7.3 聚合物的合成  74-77
    7.3.1 4,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)、1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(1,4-BPOBN)、IPC 三元无规共聚物的合成：(系列 A)  74
    7.3.2 4,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)、2,6-双(4-苯氧基苯甲酰基)萘(2,6-BPOBN)、IPC 三元无规共聚物的合成：(系列 B)  74-75
    7.3.3 4,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)、1,3-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(m-EKKE)、IPC 三元无规共聚物的合成：(系列 C)  75
    7.3.4 4,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)联苯(BPOBDP)、1,4-双(4-苯氧基苯甲酰基)苯(p-EKKE)、IPC 三元无规共聚物的合成：(系列 D)  75-76
    7.3.5 TPC、IPC、DPE、1,4-BPOBN 和 TPC、IPC、p-EKKE、1,4-BPOBN 两类四元无规共聚物的合成(系列 E)  76-77
参考文献  77-83
致谢  83-84
在读期间公开发表论文（著）及科研情况  84

主链含联苯和萘基的新型聚芳醚酮的合成及其性能研究

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